某型引进雷达水泵维修工艺及测试方法分析

陈岩申，张 波，张 坚

(海军青岛雷达声纳修理厂，山东 青岛 266100)

离心式水泵是某型引进船用雷达水冷机柜的核心部件,作用是对雷达发射机真空管及其它大功率器件进行冷却,其性能好坏直接影响雷达发射机能否正常工作。该型船用雷达作用重要，开机工作时间较长，只要雷达对外发射，冷却水泵就要工作。经过多年大负荷的使用，该型雷达的冷却水泵多次出现故障，包括水泵漏水、流量报警、压力报警等，出现故障时基本都需要拆卸水泵回厂修理。

该型雷达水泵为引进器材，装机量大，与国产水泵差别较大，国内没有生产和研制单位，更没有专业的维修厂家。由于引进雷达的备品备件数量有限，而该水泵在雷达上装备较多，不能完全依靠更换备品来解决故障，必须对水泵维修及测试方法进行研究，形成水泵的自主保障能力。

1 水泵维修测试设备的研制

要实现在厂内对该型雷达水泵进行修理，首先需设计并研制一套水泵维修测试设备，通过该设备可以方便的对水泵进行拆卸、装配、维修，同时还能模拟水泵在实装上的工作状态，实现对水泵性能参数的测试。为此，设计并研制了水泵维修测试设备，该设备由工作平台、监测控制器和冷却水箱3部分组成，原理示意图如图1所示，研制出的实物如图2所示。

图1 水泵维修测试设备原理示意图

图2 水泵维修测试设备实物图

1.1 工作平台

工作平台由可旋转支架、高压水管和电源电缆组成。可旋转支架可以在3种状态间转换：安装状态、维修状态和测试状态。当可旋转支架在“安装状态”时，支架在水平位置，可用于将待修水泵泵体固定安装在支架上，便于后续的维修；当可旋转支架翻转到“维修状态”时，支架在垂直位置，水泵电机朝下，这样可以方便进行水泵分解、组装、部件更换及故障维修；当可旋转支架翻转到“测试状态”时，支架在垂直位置，水泵电机朝上，与实装上工作状态相同，可以对修后的水泵进行技术指标测试，包括压力测试、流量测试、转速测试等，检验水泵工作是否正常。高压水管包括进水管和出水管，用于将水泵进水口、出水口与水箱连接，形成循环的水流。电源电缆采用三芯电缆将380V、50Hz三相交流电接入交流接触器。

1.2 监测控制器

监测控制器包括交流接触器、交流电压表、波段开关、涡轮流量计、压力表以及附带的转速表，实物见图3。交流接触器用于对水泵进行通电/断电控制，交流电压表和波段开关可以对输入的380 V、50 Hz三相交流电进行检查，涡轮流量计、压力表和转速表用于测量水泵的技术指标，包括输出流量、输出压力和电机转速。监测控制器采用一体化设计，在水泵工作状态下，可以方便的测量水泵的各个指标参数。

图3 监测控制器实物图

1.3 冷却水箱

冷却水箱用于提供水泵循环使用的冷却水，包括水箱箱体、出水阀和回水阀。出水阀在测试状态时打开，在维修状态时关闭。回水阀用于对水泵输出水压进行调节。

2 水泵维修工艺分析

2.1 水泵的安装固定工艺

水泵的安装固定工艺如下。

1)将水泵维修测试工装的支架旋转至“安装状态”，上紧支架两端的固定螺丝，确保支架保持在水平状态。

2)将水泵平稳地轻放在工装支架上，使水泵底座的6个螺丝孔与支架的6个螺丝孔完全对准。

3)用17 mm开口扳手和梅花扳手配合，在6个螺丝孔上安装6个M10×50的螺栓，确保水泵在支架上安装牢固。

2.2 水泵的分解拆卸工艺

水泵的分解拆卸工艺如下。

1)将水泵维修测试工装的支架旋转至“维修状态”，泵体进水口朝上。

2)用17 mm开口扳手和梅花扳手配合，将泵盖上6个固定螺栓(M12×35，4个；M12×140，2个)和弹簧垫按对角顺序拆卸下。

3)取下泵盖和密封垫圈，看到一级腔内的离心轮和铜螺栓。

4)用一字螺丝刀和锤子配合，将离心轮铜螺栓的止档垫片恢复平整，用T型一字螺丝刀(自制)卸下离心轮铜螺栓。

5)用10 mm开口扳手将2个顶推螺栓装入离心轮的2个螺丝孔中，用顶推螺栓将离心轮缓慢顶出，直到松动，小心取出离心轮。

6)用17 mm开口扳手将剩余的4个二级腔体固定螺栓拆卸下来，将泵壳和密封圈小心取下，露出涡轮。

7)水泵轴上部有几层铜垫片，取下后放在规定位置，注意不要丢失。

8)泵壳和底座之间如有半圆形铜垫圈，取下后放在规定位置。

9)用2个顶推螺栓将涡轮缓慢顶出，小心取下涡轮，将涡轮下的几层铜垫片，取下后放在规定位置。

10)取出有3个缺口的定位压盘，取出水泵轴的键。

11)取出锈蚀的弹簧，将残渣完全清理干净。

2.3 水泵的装配和维修工艺

水泵的装配和维修工艺如下。

1)更换新的弹簧和泵盖的密封垫圈，检查取出的各个铜垫片是否完整，有无破损，更换破损的铜垫片。

2)将水泵轴的键嵌入轴的凹槽内，确保键完全嵌入，再将弹簧套在水泵轴上。

3)将定位压盘压在弹簧上，注意压盘3个缺口的位置，中间的缺口对准水泵轴的键，按压压盘，直到能将弹簧压到底，说明压盘安装正确。

4)将定位压盘上原有的铜垫圈叠放在压盘上，再将涡轮垂直套在水泵轴上，注意涡轮的上下面要与拆卸前保持一致，不能装反。

5)将涡轮上层原有的铜垫圈叠放在涡轮上。

6)缓慢地将泵壳压在涡轮上，出水口的方向背对水泵底座，逐步按压泵壳，将涡轮压到底，用17 mm开口扳手初步紧固泵壳外围的4个 M12×35螺栓和弹簧垫。

7)使离心轮的缺口对准水泵轴的凸起，将离心轮套在水泵轴上。

8)在离心轮上层依次安装止档铜垫片和铜螺栓，用T型一字螺丝刀(自制)紧固铜螺栓。

9)用T型一字螺丝刀(自制)和锤子配合，将铜螺栓切面一侧的止档铜垫片折起与离心轮表面垂直。

10)在泵壳上层安装密封圈和泵盖，注意要先将密封圈在泵壳上层摆放平整，再缓慢的盖上泵盖，泵盖的排水孔应对准水泵底座方向。

11)用17 mm开口扳手和梅花扳手配合，按对角顺序依次紧固泵盖上的6个螺栓和弹簧垫(M12×35,4个；M12×140,2个)，注意一、二级腔体应同时旋紧，确保水密性。

12)将水泵出水口和进水口的防护帽套上，防止灰尘和杂质进入泵体。

通过多年维修积累的经验以及对水泵结构的分析，水泵漏水故障多由于内部弹簧或密封垫圈等部件老化、锈蚀，引起水泵密封性变差[1]。按照上述工艺方法进行拆卸、装配与维修，并更换老化、损坏的部件后，可以排除水泵漏水故障，并转入水泵性能测试阶段。

3 水泵性能测试方法分析

采用水泵维修测试设备，可以模拟水泵在实装上的工作状态，方便对水泵进行性能测试和修后验证。根据指标测试结果，若指标仍不符合要求，可以有针对性的对水泵进行再次拆卸、装配和维修。

1)首先将水泵固定支架旋转180°，使泵盖朝下，电机朝上，将水泵置于“测试状态”。

2)先将进水管与水泵进水口相连，打开水箱的出水阀门，当水泵出水口有引水流出时，再将出水管与水泵出水口相连，接头处拧紧。

3)将水箱的出水阀门和回水阀门完全打开。

4)用7 mm开口扳手将水泵维修测试工装的3根380 V电源线紧固到水泵接线柱上，再将水泵修理工装的交流接触器合上，给水泵加电。首先检查水泵电机转向是否与电机上标注的方向一致，如不一致，将输入380 V、50 Hz三相电的其中2根输入线调换，再开机观察，直到转向正常为止。

5)在水泵工作过程中，检查水泵及管路有无漏水情况，如有漏水，则紧固相应接头。

如无漏水情况，调整水泵维修测试工装的压力阀门，使压力表指示达到水泵输出压力指标值。此时，观察流量传感器显示的流量值，流量显示应大于或等于流量指标值。

若显示的流量值小于流量指标值，则水泵流量较低，不符合指标要求。分析该故障，其关键在于水泵涡轮上下的间隙值(δ1和δ2)和离心轮上下的间隙值(δ3和δ4)中，有某一项或某几项不满足水泵出厂技术指标。

解决该故障的方法是，返回2.2和2.3的步骤，将水泵重新拆卸分解，安装时使用不同厚度的铜垫片调整涡轮上下的间隙和离心轮上下的间隙，用间隙尺测量4个间隙值(δ1、δ2、δ3和δ4)，使4个间隙值符合水泵出厂技术指标所要求的范围[2]。装配后再次测试流量，此时，水泵输出流量应正常。

6)用附带的转速计探头对准水泵旋转轴，即可测出水泵的转速，水泵电机转速应在标称值的±5%范围内。

4 结束语

离心式水泵的关键技术指标是输出流量、输出压力和密封性[3-4]。针对某型引进雷达离心式水泵经常出现水泵漏水、流量报警、压力报警等故障问题，我们设计并研制了水泵维修测试设备，并利用该设备研究了该型水泵的维修工艺及测试方法，解决了水泵漏水、流量报警、压力报警等一系列疑难故障，掌握了离心式水泵输出流量、输出压力和密封性维修的关键技术，形成了一整套水泵修理工艺方法，实现了引进雷达部件级的自主保障能力。